磁共振弥散张量成像对脊髓损伤的临床应用研究

1、磁共振弥散张量成像对脊髓损伤的临床应用研究作者：陈蕾刘国利，土人维,陈延杰单位：1,广东省深圳市龙岗中心医院介入影像科2,吉林省长春市传染病医院放射科【摘要】目的探讨磁共振弥散张崑成像(diffusion tensor imaging,dti)対脊髓损伤的临床应 用价值。方法选择42例健康志愿者作为健康対照纽和54例脊髓型颈椎病患者进行颈椎常 规mri及弥散张量成像，分别测量各组表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,adc)> 部分各项异性(fractional anisotropy,fa)值，并显示其弥散张量纤维束(diffusion tensor

2、 tracking,dtt)o 结果 正常组的平均 adc 值为(830.34±215.86)×106mm2/s 和平 均fa值为(536.03±40.00)×10-3。颈髓慢性损伤患者平均 adc值为 (1107.60±47.55)×106mm2/s,鮫止常组升高，有统计学意义(p<0.01),平均 fa 值>y(425.91±59.48)×10-3,较正常组卜降，有统计学意义(p<0.01)

3、o 结论 磁共振弥散张量成像较常规mri成像能早期显示脊髓的损伤，adc值、fa值、dtt图是 检测早期脊髄损伤微观结构的敏感指标。【关键词】磁共振;弥散张量成像;脊髓损伤mr diffusion tensor imaging on the clinical application of spinal cord injury chen lei,liu guoli,wang dawei,et al interventional radiology department; longgang central hospital of shenzhen,518116, chinaabstract obj

4、ective to investigate the mr diffusion tensor imaging on the clinical application of spinal cord injury.materials and methods conventional mri scans of cervical and diffusion tensor imaging were performed in 54 patients with cervical spondylotic myelopathy and 42 cases of healthy volunteers as a hea

5、lthy control group apparent diffusion coefficient and fractional anisotropy were measured, diffusion tensor tracking was showed in each group. re suits the average adc value is(830.34±21586)×106mm2/s, the average fa value is (fractional anisotropy,fa)in control groupiin contrast

6、 the average adc value is( 1107.60±47.55)× 106mm2/s,higher than the control group , which showed statistical significantdifference(p <0.01)the average fa value is(425.91±5948)× 10-3,lower than the control group which showed statistical significant dif

7、ference(p<0-01).conclusion mr diffusion tensor imaging can show the early injury in the spinal cord better than conventional mri imaging. adc values, fa values, dtt is a sensitive indicator of the early detection of micro-structure of spinal cord injury【key words mr;diffusion tensor imaging;s

8、pinal cord injury脊髓损伤的发病率为2040/100万，早期准确反映脊髓损伤及其程度，了解轴突损伤 再生及再髓鞘化过程，对于脊髓损伤治疗及预后具有重要意义。常规mri检查低估了脊髓 损伤的程度1，不能用于评估脊髓的功能状态，有关脊髓评价和治疗效果验证日前主要依 靠临床的主管评价，缺乏&观的功能影像学标准。磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,dti)技术利用多个不同方向的扩散敏感梯度对水分子的扩散方向性进行暈化，已成 功的应用于脑组织微观结构改变的定量分析及神经纤维束成像。dti能够反映脊髓屮的水的 分子扩散各向异向性的改变，从而显示脊髓

9、的细微病理生理变化2。脊髄型颈椎病是中老 年人的常见病、多发病，慢性持续的压迫造成脊髓慢性受压和缺损，近期脊髓的脱髓鞘、神 经元坏死和液化囊变等。木研究通过对正常人群及脊髓型颈椎病患者进行常规mri和dti 检查，测量其表观弥散系数(adc)、部分各项异性(fa)值，并显示其弥散张量纤维束(dtt), 通过対脊髓损伤检测敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值的差异，探讨磁共振弥散张 量成像对脊髓损伤性病变的临床应川价值。1资料与方法1.1临床资料 选择健康志愿者42例最为对照组,男25例,女17例,年龄2145岁， 平均年龄37岁。所有志愿者主诉无身体不适，均无神经系统疾患，经神经科医生及mr

10、i 检查证实无颈椎病改变。颈椎病患者54例，男35例，女29例，主要表现为间/性或缓慢 进行性双上肢麻木，疼痛，无力，少数患者出现病变水平以下同侧肢体不完全性痉挛性瘫, 肌张力增强，肌力减弱等病理反射症状。脊髓型颈椎病患者均排除肩周炎及脊髓肿瘤等英它 疾患。1.2检查方法121常规mri扫描mri检查设备使用荷兰philips公创achieva 1.5t超导型全身磁共 振扫描机，梯度场切换率为150mt/m/ms,梯度场强度30mt/m,线圈采用4通道全脊柱线 圈，并配备图像后处理工作站。常规行矢状位t1wi,t2wi和横轴位t2wi扫描，t1wi和 t2w1采丿ij快速自旋回波序列，扫描参数

11、tlwi:tr=500ms , te=15ms;t2wi : tr=4800ms,te=120ms,层厚 3mm，间距 3mm,矩阵 256×256,采集次数为 3 次。1.2.2 dti成像采川单次激发平面回波序列进行脊柱矢状面扫描，扫描范围上方达延髄, 最下方包括c7椎体卜缘。扩散敏感梯度取6个方向，磁敏感加权系数b=0, 800s/mm2,矩阵 128×128,层厚3mm,层间距为0,层数18层。1.2.3数据和图像后处理 将上述dti图像传在philips工作站后处理，得到受检者的 adc图及fa图，分别记录表观弥散系数(adc)值，部分各向异性

12、(fa)值，经 diffusion_registration软件对dti原始数据进行校正，再川fiber_tracking软件对受检者行弥 散张量神经纤维束(dtt)成像，所有数据采用spaa11.1软件包述行统计学分析。2结果2.1止常脊髓dti的检测结果止常mri序列显示颈髄形态信号止常，颈髄在dti在 adc图上呈均匀等信号，脑脊液呈高信号，在fa图上脊髓表现为均匀高信号，脑脊液为 低信号，dtt图可连续均匀显示脊髄走行方向及分布情况。分别以c3/4,c4/5,c5/6三个脊髓 节段测量止常组的平均adc值为(830.34±215.86)&(imes; 10

13、6mm2/s和平均fa值为 (536.03±40.(x)× 10-3原始图像经工作站重建显示脊髓白质纤维束。表1显示 各段脊髓平血的adc值和fa值2.2病例纽.的常规mri及dt1成像检测结果患者纽经常规mr1成像显示t2wi为高 信号的12例(占23%)为a组，其颈髄t2wi异常高信号处平均adc值和平均fa值见表2, 表2显示颈髓慢性损伤处平均adc值为(1107.60±47.55)×106mm2/s,较正常 平均adc值明显升髙，有统计学意义(p<0.01),相应节段的平均fa值为 (42

14、5.91 ±59.48)× 10-3, fa 值明显下降，有统计学意义(p<0.01)o 将常规 mri 显示t2wi呈等信号的42例(占77%)分为b组 在42例t2wi呈等信号的患者中有15例(占 36%)与相应节段正常组平均adc值为(940.21 ±64.52)×106mni2/和平均fa值 为(461.9l±70.11 )× 10-3见表3,与正常组比较,无统计学差异(p二0.347)。b组 中剩余的27例t2wi呈等信号患者的平均adc值和平均

15、fa值见表4,其平均adc值较 正常组明显增高，有统计学意义(p<0.01);与相应节段平均fa值较止常组明显下降，有统 计学意义(p<0.01)。表2 15例t2wi呈高信号的患者(a组)与相应节段正常组平均adc值 和平均fa值表3 27例t2wi呈等信号的患者(b组)与相应节段正常组平均adc值和平均 fa值常规mri显示t2wi与dti对脊髓病变检出的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预 测值见表4o检査方法的敏感度常规t2wi为23.44%, dti为76.56%;特异度常规t2wi为 56.8%, dti为43.2%;阳性预测值常规t2wi为21.84%,

16、 dti为78.2%;阴性预测值常规t2wi 为60.7, dti为39.3%。表4常规t2wi与dti对颈髓病变检出的敏感度、敏感度、特异 度、阳性预测值、阴性预测值3讨论进行性脊髓型颈椎病常引起脊髓损伤，目询对这种慢性损伤的具体机制尚不完全淸楚, 一般认为是脊髓受到持续或间歇性挤压引起慢性血流灌注不足，继之产生组织缺氧、缺血造 成脊髓灰白质神经细胞膜通透性增加、脱髓鞘、神经细胞坏死等损伤3-4,传统的t2wi 能够显示椎间盘突出、件质增生，韧带增厚导致的椎管狭窄程度及水平，但不能显示脊髓的 微观结构改变。dt1技术能敏感地反映脊髓中水分子扩散各项异性的改变，从而提供活体脊 髓的细微病理生理

17、结构变化信息，理论上认为dti测量所得的adc值和fa值能反映脊髓 损伤和修复期轴突再髄鞘化过程，因而正初步应用于脊髓损伤动物模型和临床研究中5。 郑奎宏报道了 36例健康志愿者颈髓adc值，fa值为颈髄病变的早期诊断，病变程度及 预后等提供了客观依据。张劲松6报道脊髓急性损伤2448小时内。部分病例中心出现 adc值降低，王霄英7在犬急性损伤后神经前体细胞一致模型试验证实dti检测道脊髓损 伤前、后不同时期动态adc值和fa值的变化，与脊髓损伤和修复过程病例血进展具有较 厚的相关性。口前正常脊髓adc值和fa值报道不一，尚无统一标准。根据本组资料的测量，正常 成年人脊僦的平均 adc 值为(

18、830.34&pkismn;215.86)×106mm2/s,较其它学者8-10 测量结果偏小;平均fa值为(536.03±40.00)×10-3,介于其它学者的测量结果之 间。dti诊断脊髓慢性损伤程度标准的可靠性和精确性还有待进一步临床研究。常规t2wi检出脊髓性颈椎病脊髓损伤的敏感性很低，有报道11称对于脊髓慢性损伤 t2wi出现异常信号多提示不可逆性损伤。木研究中常规t2wi检测脊髓型颈椎病脊髓损伤 的敏感性仅为23.44%,而dti检出的敏感性为76.56%o对丁 12例颈髓病变高信号，其dti 图像病变区均出现异

19、常信号，adc值明显增高，fa值降低等反映出水分子扩散增强，分子 各项异性降低。42例t2wi未检岀异常信号的颈髄型颈椎病中，dti图像有37例病变区显 示异常信号，测量其adc值升高，fa值降低;有15例病变区dti参考值改变无明显统计学 差异，以上数据说明dti对颈髓慢性损伤的的敬感性较常规t2wi高。t2wi显示异常信号患者，其病例过程多为晚期，dti能在常规t2wi为出现异常信号 前发现较为早期的损伤，为临床诊断治疗赢得了时机，具有重要临床价值。木研究屮，a组 病例t2wi呈高信号，dti显示病变处adc值显著升高，平均adc值为 (1107.60±47.55)&

20、amp;times;106mm2/s,平均 fa 值为(425.91 ±59.48)× 10-3, 有统计学差异，准确量化的反映了脊髄慢性损伤过程屮水分子扩散增强，各项异性降低，反 映了脊髓变性等病理生理进展，hatsuho12曾报道颈髄慢性损伤屮adc值升高 (1280±33)× 106mm2/s,fa 为(460± 12)× 10-3,与本研究相近;b 组病 例 t2wi 未见异常信号，平均 adc 值(940.21 ±64.52)&t

21、imes; 106mm2/s,平均 fa 值 (461.91 ±70.11 )× 10-3,其中有15例(占36%)与相应节段正常组平均adc值和 平均fa值比较无统计学差异(p=0.347),另外27例(占64%)其平均adc值增高，fa值下 降，有统计学意义。由于b组病例与t2wi呈高信号组比较，adc值升高及fa值降低不 显著，可推断其较t2wi高信号组脊髓损伤严重程度低。本研究中dti对于脊髄型颈椎病诊断的特异度较低，为41.5%,这可能为设定dti后 处理阈值有关系，增人阈值，特异度随z特高，敬感性就会降低，设计合理的阈值，降低假 阳性也需要

22、在今后的研究中进一步探讨。因为无法进行adc值和fa值余病理学的对照研 究，adc值及fa值作为判定脊髓损伤程度标准的可靠性和粘确性尚待进一步证实，将在 后续研究屮深入探讨。综上所述，磁共振弥散张量成像较常规mri能更早期而准确地诊断脊髓性颈椎病颈髓 慢性损伤，是显示颈髓损伤病变和观察病程的有效影像学手段，具有广泛的临床应用价值。【参考文献】1 boldin c,raith j,fankhauser f,et al.predicting neurologic recovery in cervical spinalcord injury with postoperative mr imaging

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